Už na přechodu ze stepí do semiaridních zón jsou kaštanozemě, jejichž spodní horizont často obsahuje horizont akumulace solí, ale u tohoto typu půdy jsou koncentrace ještě stále pod hranicí, kdy by byly ohrožovány kulturní plodiny.
Čím více celoroční srážky klesají pod 450 mm, tím blíže povrchu se objevuje zasolený horizont, protože tím více převažuje vzlínání vody k povrchu nad promýváním směrem dolů. Objevují se tak půdy typu solončak. Zasolení bývá ve výrazném typu semiaridního až aridního pásu tak intenzivní, že soli vykvétají na povrchu ve formě bělavého poprašku a někdy až vrstvičky, jako když se u nás v zimě objeví silná jinovatka. Jsou to soli sodíku, hořčíku a vápníku, nejčastěji ve formě chloridů, síranů a uhličitanů.
Obzvláště nepříznivá je větší přítomnost solí sodíku, protože Na+ způsobuje neobyčejně silné bobtnání a smršťování půdy. Také půdní reakce je u těchto půd s vysokým obsahem výměnného Na+ a případně také Mg+ silně alkalická. Huminové látky jsou proto snadněji rozpustné ve vodě a pak jsou vyluhované ve vlhčím období nebo po závlaze. Zbývající minerální materiál je tím pádem vybělený, až může vzniknout eluviální horizont a pod ním obohacený natrický horizont, ve kterém bývají tmavé skvrny akumulovaných huminů. Natrický horizont je extrémně nepropustný a má nepříznivý vliv na vegetaci jak mechanicky, tak chemicky. Tyto půdy patří do typu soloněc.
Nadbytečná koncentrace solí v půdě vede k několika jevům nepříznivým pro většinu rostlin. Jedná se o osmotický efekt, kdy soli obsažené v půdní vodě ve vyšších koncentracích způsobují vzrůst potenciálu půdní vody, tedy energii, kterou je voda poutána v půdě a průtok vody z půdy do kořínku rostliny je zpomalený proti průtoku vody obsahující jen malé koncentrace solí. Tím dochází ke zpomalení růstu podobně, jako kdyby silně poklesla vlhkost půdy. Rostlina může dokonce zvadnout, když se silně zvýší koncentrace solí, jako kdyby vlhkost poklesla pod bod vadnutí. Škodlivě působí na rostlinné tkáně také sodík, chlór a bor, a dále nevyrovnanost koncentrací solí cizích a případně toxických prvků k prvkům patřícím k základním živinám. Rostlina nemá mechanismus, kterým by cizí prvky odmítla a přijímala jen živiny. Musí tedy spolu s nezbytnými živinami přijímat i cizí a toxické prvky v roztoku. Tato nevyrovnanost způsobuje zpomalení růstu.
V zemích ležících v blízkosti obratníků jsou zasolovací procesy již tak silné, že každé převlhčení půdy do hloubky vede k posunu solí, a to především směrem k povrchu, protože to je tím směrem, kterým se pohybuje voda z půdy během dlouhého půlročního období bez srážek. V některých semiaridních oblastech je období bez srážek ještě delší. Jak voda vzlíná, nese s sebou rozpuštěné soli a zanechává je za sebou jako zřetelnou stopu. Tak dnes vznikají nejčastěji půdy s povrchovým zasolením a je zřejmé, že tyto půdy již nemohou být účinným filtrem. Úrody na takovéto zasolené půdě klesají, dá se na ní pěstovat už jen ječmen, a někdy ani tento nejodolnější typ obilniny na soli nestačí. Solí je tolik, že když člověk jede územím staré Mezopotámie v období tamní zimy, tedy nejlépe v lednu, stačí přimhouřit oči, a už se mu zdá, že jede v zimě u nás v Čechách na hory a že je kolem na dva, na tři prsty jinovatky, tak mohutná tu je pokrývka solí. Ty se hromadí hlavně v oblastech mírných depresí, kde jsou soli doplňovány z blízké hladiny podzemní vody. Na úbočích mírně svažitých ploch pak jsou soli akumulovány podpovrchovým prouděním podzemní vody.
…
Klasické závlahy se stále praktikují na většině území trpících buď občasně, nebo pravidelně nedostatečnou půdní vlhkostí kvůli nízkým ročním srážkám, a to již od 450 mm níže. Jedná se o oblasti mezi rovníkem a středními zeměpisnými šířkami. Ke klasickým povrchovým systémům závlah patří výtopa a brázdový podmok.
Při výtopě se napouští voda ve vrstvě o výšce 15 až 30 cm na plochy ohraničené nízkými hrázkami, které převyšují hladinu vody asi o 30 cm při napuštění. Výtopové zdrže mají plochu obvykle v rozmezí od desetin hektaru až po několik hektarů. Celé území je takto rozdělené na výtopové zdrže a k nim směřují rozdělovací náhony, které sem přivádějí vodu z hlavního závlahového kanálu. Ten je napojený na zdroj, kterým je obvykle řeka nebo umělá nádrž. Po napuštění zdrží vodou se nechá voda zasakovat do půdy, která se takto provlhčí až na hodnotu polní kapacity do hloubky kolem 50 až 60 mm. Na takto zvlhčenou půdu se zaseje například obilí. Pokud vytvořená zásoba vody není dostatečná, je možné další nízkou výtopou zásobu doplnit. Výtopové zdrže trvale napuštěné vodou po celou vegetační sezonu se užívají při pěstování rýže. Výtopové zdrže kolem malé skupiny stromů se vytvářejí při závlaze ovocných sadů.
U řádkujících plodin, jako je cukrová řepa, brambory, většina druhů zeleniny, bavlna, se užívá brázdový podmok. Voda se napouští pomocí násosek (sifonů) z náhonu do brázd mezi řádky plodiny, u ovocných sadů do brázd mezi řadami stromů. Zavlažovatel jde podle náhonu a u každé brázdy se sehne, napustí násosku vodou z náhonu a položí násosku přes hrázku náhonu. Tím začne být voda z náhonu napouštěná do brázdy. Plocha celého pole musí být předtím zarovnána do velmi mírného sklonu směřujícího od náhonu, takže i brázdy mají stejný mírný sklon, a brázdou pomalu postupuje voda. Z nízko letícího letadla je vidět od náhonu tmavý proužek ostře ukončený přechodem na šeď v místě, kam dosáhlo čelo postupující vody.
Zkušený zavlažovatel pokládá ve stejném tempu násosky, a z letadla je vidět, jak jsou čela postupující vody v brázdách přesně ukončená jako seříznutím podle pravítka. V první brázdě u náhonu dosahuje čelo nejdál a čím dál od této první brázdy, tím kratší je pás brázdy zaplněný vodou. Na místě, na kterém stojí zavlažovatel, se voda začíná teprve napouštět do brázdy. Voda se z brázdy zasakuje a proniká v půdě i do strany pod rostlinu. Když jsem takto pozoroval z malého letadla závlahu hlávkového salátu v centrálním údolí Kalifornie a svůj obdiv k přesné práci i k přesně urovnanému poli jsem vyjádřil nahlas, můj americký kolega místo obdivu rychle spočítal, kolik tisíc dolarů farmář vydělá už na první sklizni.
Oba typy povrchové závlahy vedou k výraznému nárazovému převlhčení půdy a ke zbytečným ztrátám vody do podloží. Mnohem horší je, že po závlaze voda v půdě vzlíná z převlhčeného podloží směrem k povrchu, kde se vypařuje. V semiaridních nebo aridních oblastech měly již původní půdy ve svém profilu horizont akumulace rozpustných solí. Vzlínající voda nese tyto soli vzhůru a nakonec se z povrchu vypaří, ale soli, které s sebou nesla, zůstávají blízko povrchu půdy nebo nakonec přímo na povrchu půdy. Takto se zasolený horizont posune během pár desítek let intenzivního zavlažování z hloubky několika desítek centimetrů až k povrchu půdy. Často tomuto přírodnímu procesu zemědělci ještě napomáhají tím, že zavlažují vodou, která již sama o sobě obsahuje nepříznivě vysokou koncentraci solí. Tím se proces zasolení ještě urychluje.
Zasolením půdy trpěly již první lidské civilizace před mnoha tisíci lety v oblasti Mezopotámie, dnešní jižní části Iráku, nebo podél řek v jižní části Indie. Dolní část Mezopotámie byla osídlená prvními obyvateli provozujícími jednoduché zemědělství již před více než 7 000 lety. Přišli z kopcovitých a hornatých severních oblastí a vytvářeli zde zárodky první civilizace.
Už od prvních trvalých osídlení užívali závlahy. Je pravděpodobné, že si všimli vyšších výnosů u plodin pěstovaných v blízkosti slepých ramen a uzavřených meandrů řek poté, co povrchově odtekla voda, která tam předtím stála při pravidelné povodni a po ní. Napodobili tedy slepé koryto řeky a tím dopravili povodňovou vodu i do míst vzdálenějších od skutečné řeky, a takto vynalezli výtopovou závlahu. Praktikovali ji potom nejen Sumerové, ale i další obyvatelé celé oblasti Mezopotámie. Protože půdy na náplavách Eufratu a Tigridu měly zasolené horizonty, užívání výtopové závlahy vyneslo soli až k povrchu a v konečné fázi zasolení tyto půdy přestaly rodit, staly se neúrodnými.
První reakcí na zasolení bylo opuštění dosavadního sídla a celé oblasti a následoval přesun mírně k severu. Postupně však obyvatelé našli způsoby, jak se zasolení a jejich důsledkům bránit. Již před 5 500 lety vysévali více ječmene než pšenice, až postupně přešli na pěstování pouze ječmene, tedy obiloviny nejvíce tolerantní na zasolení.
Jednoduchou metodou boje se zasolením bylo sloupnutí povrchového silně zasoleného horizontu a deponování této zeminy na vzdálenější nezavlažované plochy. Tak vznikly mírně vyvýšené kopečky plné solí. O jejich původní funkci neměli dřívější archeologové vysvětlení, dokud se neporadili s pedology. Původně se domnívali, že to byly zbytky dávného osídlení, kdy obydlí i paláce byly budovány z cihel pouze vysušených na slunci. V průběhu tisíciletí by se všechny stavby rozpadly na původní hmotu, tedy hlínu. Když archeologové kopali na některých vyvýšeninách, skutečně tam nalezli zbytky vypalovaných nádob a zbytky ze starého osídlení. Ale u těchto prosolených kopečků nenalezli nic, a tak se nakonec přiklonili k vysvětlení pedologů.
Jiným postupem bylo ponechání zasolených ploch úhorem a bez závlah. Protože tam byla po závlahách vysoká hladina podzemní vody s vysokým obsahem solí, uchytily se na úhorových plochách pouze na soli odolné plevele, freatofyty s hlubokým kořenovým systémem. Název souvisí s řeckým freat, což je studně, a znamená to rostliny s hluboko zasahujícím kořenovým systémem, který dosahuje do podzemní vody, přesněji do freatické zóny, tedy zóny nasycené vodou. Kořeny tedy odčerpávaly podzemní vodu a tím byly tyto plochy odvodňovány a zasolení se zeslabovalo.
Nejúčinnější však bylo promývání půdy velkým množstvím vody a odvádění prosáklé a značně zasolené vody systémem příkopů. Metoda vyžadovala již určitý technický um, aby odvodňovací kanály byly dostatečně hluboké a jejich vzájemná vzdálenost, tj. rozchod nebyl zbytečně malý, protože tím by se pozemek zbytečně roztříštil a plocha pro pěstované rostliny by se příliš zmenšila. Postupně se z tohoto postupu odvodila dnes dobře známá promývací závlaha. Tento způsob odsolování půd v závlahových systémech je teoreticky podrobně zpracován, takže je účinný, pokud se přesně dodržují podmínky. Zůstávají však dvě potíže. Jednak je to množství vody, které je mnohonásobně větší, než kolik vody se přivádí na závlahu, a které se musí přivádět na výtopové zdrže, aby se dodržela podmínka soustavného promývání půdního profilu. Připomínám, že v aridních a semiaridních oblastech je vody vhodné pro závlahy všude nedostatek.
Druhým problémem je, že drenážní voda v odvodňovacích kanálech obsahuje po promývání zasolené půdy také vysoké množství solí a je pro další závlahy nepoužitelná. Když se odvede hlavním odvodňovacím kanálem do řeky, a když ve směru po toku řeky je několik takových vyústění odvodňovacích kanálů za sebou, stane se i voda v řece nevyhovující pro závlahy. To je také dnešním problémem řek Mezopotámie a řeky Šat-el-Arab, společného dolního toku řek Eufrat a Tigrid.
Tento text je úryvkem z knihy:
Miroslav Kutílek: Půda planety Země
Dokořán, Praha 2012
O knize na stránkách vydavatele
Poznámka: V Egyptě podle všeho na rozdíl od Mezopotámie k takovému zasolení půdy nedošlo. Jak se v tomto ohledu Nil lišil od Eufratu/Tigridu?
